JP2003148088A - 掘進機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 掘削機構部などの機構部材の回収を可能にす
ること。 【解決手段】 掘進機は、地盤中に埋設される推進管１
と、推進管１の先端側に配置され、推進管１の先端外方
地盤を掘削する掘削機構部２とを備えている。掘削機構
部２は、推進管１内に前後移動自在に設置され、これを
推進管１内の任意の位置に離脱可能に固定し、前後方向
に移動させる自走機構部３を有している。自走機構部３
は、推進管１の内面に密着してクランプ状態になる拡径
と、内面から離間してアンクランプ状態になる縮少とが
自在なフロント，リヤークランプ３ａ，３ｂと、伸縮自
在なジャッキ３ｃとを有し、クランプないしはアンクラ
ンプ状態とジッャキ３ｃの伸縮動作とを組合わせること
で、尺取虫状に掘進機構部２を移動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、掘進機に関し、特
に、上下水道、電話ケーブル等の地下埋設管渠を構築す
るために用いられ、自走が可能でかつ、推進管を除く機
構部品のリターン回収が可能な掘進機に関する。

【０００２】

【従来の技術】地下埋設管渠の構築工法の一種として、
推進工法が知られている。推進工法で管渠を地下に埋設
する際には、通常、垂直方向に掘られた発進立坑が設け
られ、この発進立坑から掘進機を導入し、掘進機を使用
して水平方向へ掘削し、管渠を敷設していき、掘進の推
進力は、発進立坑に設けられた、推進ジャッキ等で与え
られる。

【０００３】発進立坑は、管渠の推進作業基地であり、
土砂の搬出、材料、機材、機具の搬出入口、作業員の出
入り口でもある。掘削が進むに従い、掘進機は前進し、
その後に推進管が順次敷設されていく。

【０００４】掘進作業が終了した場合には、掘進機を先
頭として、その後部側に推進管が接続されているので、
掘進機等は、発進立坑側から回収することはできない。
そこで、従来は、掘進機等を回収するために、掘進機の
到達地点に到達立坑が設けられ、この到達立坑から埋設
工事に使用した掘進機等が搬出される。しかしながら、
このような構成の従来の掘進機には、以下に説明する技
術的な課題があった。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】すなわち、全誦した如
き管渠の構築工事で、掘進の途中で掘進機が故障するな
どトラブルが発生した場合には、推進管を全て引き抜
き、掘進機を取り出し、工事の初期状態に戻す方法、他
の掘進機により迎え掘りをする方法、中間立坑を新たに
掘り、掘進機等を回収する方法等が採用されているが、
これらの各方法は、いずれも莫大な費用と時間を必要と
する。

【０００６】また、管渠に構築区間に、既設管，既設構
築物等が存在していて、掘削経路に障害物(鉄筋コンク
リート等)があると、中間立坑や到達立坑を掘ることが
できない場合がある。このような場合には、掘進作業自
体ができなくなるという問題がある。さらに、到達立坑
が掘れない場所にあっては、管渠の埋設工事自体を行う
ことができないという問題がある。本発明は、このよう
な状況を鑑みて為されたもので、その目的とするところ
は、自走可能に構成することで、後方側へのリターン回
収が可能な掘進機を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、後方側から押圧されて地盤中に埋設され
る推進管と、前記推進管の先端側に配置され、前記推進
管の先端外方地盤を掘削する掘削機構部とを備えた掘進
機であって、前記掘削機構部は、前記推進管内に前後移
動自在に設置され、前記掘削機構部の後方に設置され、
前記推進管内の任意の位置に前記掘削機構部を離脱可能
に固定し、かつ、前記掘削機構部を前後方向に移動させ
る自走機構部を設けた。このように構成した掘進機によ
れば、自走機構部により掘削機構部を、推進管の後方に
移動させると、推進管の基端側にこれをリターン回収す
ることが可能になる。

【０００８】このため、本発明の掘進機では、例えば、
推進管を既設管とドッキングする場合などには、発進立
坑だけを準備すればよく、到達立坑を設ける必要がなく
なり、掘削工事に要する費用や時間を節約できるほか、
到達立坑を掘ることのできない場所でも掘削工事を行う
ことができる。また、掘進機にトラブルが発生した場合
において、中間立坑も設けることなく、掘進機構部をリ
ターン回収して修理し、その後に掘削を再開することも
できる。前記掘削機構部と前記自走機構部との間には、
前記掘削機構部の掘進方向を制御する掘進方向制御部を
設けることができる。この構成によれば、推進管を屈曲
した状態で埋設することができる。

【０００９】前記掘削機構部は、外周カッタービットと
センターカッタービットとを保持し、最先端に配置され
て回転駆動されるカッターヘッドと、前記カッターヘッ
ドの回転駆動部とを備え、前記カッターヘッドに前記回
転駆動部の回転力を伝達する回転力伝達部を設けること
ができる。

【００１０】前記回転力伝達部は、前記回転駆動部の回
転軸に固設されたドライブプレートと、前記ドライブプ
レートの外周にドライブピンにより、外方に突出するよ
うに固設されたドライバーとを備え、前記回転軸に回転
自在に支持された前記カッターヘッドに設けられた一対
のストッパに、前記ドライバーが当接することにより、
前記カッターヘッドを左右方向に回転させることができ
る。前記外周カッタービットは、前記カッターヘッドの
径方向に沿ってスライド移動自在に設置され、前記外周
カッタービットを径外方向に移動させて、前記推進管の
外方掘削を可能にするとともに、前記外周カッタービッ
トを中心方向に移動させて、前記推進管内に収納可能に
するビット移動機構部を設けることができる。

【００１１】前記ビット移動機構部は、前記外周カッタ
ービットの背面側に設けられた傾斜溝と、前記傾斜溝に
前記ドライブピンの頭部を嵌合挿入して構成され、前記
回転軸を右方向に回転させた際に、前記外周カッタービ
ットが前記カッターヘッドの径外方向に移動するととも
に、前記回転軸を左方向に回転させた際に、前記外周カ
ッタービットが前記カッターヘッドの中心方向に移動す
ることができる。

【００１２】前記掘進方向制御部は、前記推進管内に前
後移動自在に設置され、球面ジョイントを介して、前記
掘削機構部を内面側に揺動自在に支持する両端が開口し
た支持筒体と、前記支持筒体内に設置される複数の修正
ジャッキとを備え、前記修正ジャッキの伸長量を調節す
ることにより、前記掘削機構部の掘進方向を制御するこ
とができる。

【００１３】前記掘進方向制御部は、前記推進管内に前
後移動自在に設置され、球面ジョイントを介して、前記
掘削機構部を内面側に揺動自在に支持する両端が開口し
た支持筒体と、前記支持筒体内に設置される複数の修正
ジャッキとを備え、前記修正ジャッキの伸長量を調節す
ることにより、前記掘削機構部の掘進方向を制御するこ
とができる。

【００１４】前記自走機構部は、前記推進管の軸方向に
沿って所定の間隔を隔てて設置され、前記推進管の内面
に密着してクランプ状態になる拡径と、前記推進管の内
面から離間してアンクランプ状態になる縮少とが自在な
フロント及びリヤークランプと、前記フロント及びリヤ
ークランプとの間に設置される伸縮自在なジャッキとを
有し、移動方向の前方に位置する一方のクランプをアン
クランプ状態にし、かつ、他方のクランプをクランプ状
態にしての前記ジャッキの伸長と、移動方向の前方に位
置する一方のクランプをクランプ状態にし、かつ、他方
のクランプをアンクランプ状態にしての前記ジャッキの
収縮とを、順次繰り返すことで前記掘削機構部を前後方
向に移動させることができる。

【００１５】前記フロントクランプは、両端が開口した
前筒体と、前記前筒体の外周面に装着されたリング状の
弾性体と、前記弾性体を側方から圧縮する前クランプジ
ャッキとを備え、前記前クランプジャッキを伸長させ
て、前記弾性体を圧縮した際に、前記弾性体が径方向に
膨張拡径して、前記推進管の内面に止水状態で密着する
とともに、前記前クランプジャッキを収縮させて、前記
弾性体が縮小して、前記推進管の内面から離間するよう
に構成することができる。

【００１６】前記リヤークランプは、一端に軸方向に開
口するスリットが設けられ、複数の曲面板をヒンジ結合
した後筒体と、前記後筒体の前記スリット部に渡設され
た後クランプジャッキとを備え、前記後クランプジャッ
キを伸長させて、前記後筒体を拡径させて前記推進管の
内面に密着させるとともに、前記後クランプジャッキを
収縮させて、前記筒体を縮小させて前記推進管の内面か
ら離間させるように構成することができる。

【００１７】前記支持筒体の先端外方に、前記推進管と
前記ドライブプレートとで土砂収容空間を隔成し、前記
土砂収容空間を貫通する前記回転駆動部の外周に偏心回
転するクラッシャーコーンを設置し、前記カッターヘッ
ドと前記ドライブプレートとを貫通する土砂取入れ孔を
介して、前記カッタービットで掘削した土砂を前記土砂
収容空間内に取り込み、前記クラッシャーコーンにより
前記掘削土砂を二次破砕するようにすることができる。

【００１８】掘削機の内部にターゲットを設置し、前記
推進管の後方からレーザ光で前記ターゲットを照射する
ことにより、現在の掘削位置を測定するとともに、測定
された掘削位置に基づいて、掘削方向の補正をするレー
ザ光位置測定装置を設けることができる。

【００１９】前記回転駆動部の前記回転軸に、その内部
を貫通して、前記カッターヘッドの先端に到達する注入
孔を設け、前記掘削機構部で掘削する際に、泥水ないし
は清水からなる洗浄液を、前記注入孔を介して供給する
とともに、掘進機の掘進を停止して、前記掘削機構部な
どをリターン回収する際に、地盤改良用の薬液を、前記
注入孔を介して供給することができる。

【００２０】前記土砂収容空間には、一端がこの空間に
開口し、前記推進管の後方に沿って延設する排泥部が設
けられ、前記排泥部は、掘削する土質に応じて、空気，
泥水ないしは清水を含む流体の切替え輸送を可能にする
ピンチ弁，空気取入れ弁，送泥切替え弁，バイパス弁を
設けることができる。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１か
ら図１１は、本発明にかかる掘進機の一実施例を示して
いる。同図に示した掘進機は、推進管１と、この推進管
１の先端側に配置される掘削機構部２と、自走機構部３
と、掘進方向制御部４と、掘削土砂の二次破砕部5と、
レーザ光位置測定装置６と、排泥部７とを備えている。

【００２２】推進管１は、本実施例の場合には、円形断
面に形成されていて、例えば、図示省略の発進立坑内に
設置される推進ジャッキにより、基端側から先端側に向
けて、押圧付勢されていて、この付勢力により地盤中に
埋設される。

【００２３】また、この推進管１は、所定の長さに分断
された円筒ユニットを、順次連結して所定の長さに形成
される。掘削機構部２は、推進管１の先端外方地盤を掘
削するものであって、推進管１内に前後移動自在に設置
されている。

【００２４】掘削機構部２は、図６から図１０にその詳
細を示すように、カッターヘッド２ａと、回転駆動部２
ｂと、回転力伝達部２ｃとを備えている。カッターヘッ
ド２ａは、推進管１の直径よりも外径が小さい概略カッ
プ状に形成され、回転駆動部の回転軸２ｃの外周に回転
自在に支持されている。

【００２５】カッターヘッド２ａの前面には、図７にそ
の詳細を示すように、外周側に、同一構成の３個の外周
カッタービット２ｅが、等角度間隔で配置保持され、中
心にセンカッタービット２ｆが配置保持されている。な
お、図７にハッチングとともに符号2ｇで示した部分
は、カッターヘッド２ａを前後方向に貫通する土砂取入
れ孔である。各外周カッタービット２ｅは、先端にビッ
ト刃が設けられていて、カッターヘッド２ａの半径方向
に沿ってスライド移動自在に取り付けられている。

【００２６】このスライド移動機構は、図８，９に示す
ように、外周カッタービット２ｅに側面に一対の凹状ガ
イド溝２ｈを対向形成し、カッターヘッド２ａの外面に
固設した一対のガイドプレート２ｉを嵌合挿入すること
で構成されている。

【００２７】回転駆動部２ｂは、図１に示すように、減
速機付きモータ２ｊと、その回転軸２ｄとを備え、回転
軸２ｄは、推進管１の中心軸上に沿って前方に延設さ
れ、その内部には、図６に示すように、カッターヘッド
２ａの先端に到達して開口する注入孔２ｋが貫通形成さ
れている。

【００２８】この注入孔2ｋは、掘削機構部２のビット
２ｅ、２ｆで土砂を掘削する際に、泥水ないしは清水か
らなる洗浄液を供給するとともに、掘進機の掘進を停止
して、掘削機構部２などをリターン回収する際に、地盤
改良用の薬液を供給するために設けられている。

【００２９】回転力伝達部２ｃは、カッターヘッド２ａ
に回転力を伝達するものであって、図６及び図８にその
詳細を示すように、回転軸２ｃの外周に固設されたドラ
イブプレート２ｌと、ドライバー２ｍと、ドライブピン
２ｎと、ストッパ２ｏとを有している。ドライブプレー
ト2ｌは、外周に切欠部が設けられた概略３角形状の平
板であって、一方の面がカッターヘッド２ａに隣接し、
かつ、その内部側で回転可能に設置されている。

【００３０】ドライブプレート２ｌの外周には、３枚の
ドライバー２ｍが、ドライブピン２ｎにより、ドライブ
プレート２ｌの外周縁から外方に突出するようにして取
り付けられている。このドライバー２ｍの配置位置は、
等角度間隔となっていて、外周カッタービット２ｅの配
置個所に対応している。

【００３１】一方、ストッパ２ｏは、カッターヘッド２
ａの外周から中心側に向くように、カッターヘッド２ａ
の周縁に一対ずつが所定の間隔を隔てて対向配置されて
いる。このように構成した回転力伝達部２ｃによれば、
回転軸２ｃを右方向に回転すると、図８に示すように、
ドライバー２ｍが右方向のストッパ２ｏに当接すると、
カッターヘッド２ａも右回転する。

【００３２】他方、回転軸２ｃを左方向に回転すると、
同様な作動により、カッターヘッド２ａが左回転し、回
転方向を転換する際には、ストッパ２ｏの設置間隔に対
応した位相差が発生する。

【００３３】本実施例の場合、径方向に沿ってスライド
移動自在にカッターヘッド２ａに保持されている外周カ
ッタービット２ｅは、以下に説明するビット移動機構部
２ｐにより移動させられる。

【００３４】ビット移動機構部２ｐは、図６，８及び図
１０に示すように、各外周カッタービット２ｅの背面側
に設けられた傾斜溝２ｒに、ドライバー２ｍを固定する
ドライブピン２ｎの頭部を嵌合挿入することにより構成
されている。

【００３５】傾斜溝２ｒは、カッターヘッド２ａの径に
対して、軸線が所定の角度で交差するように、外方から
内方に向けて傾斜している。このように構成したビット
移動機構部２ｐによれば、図１０（ａ）にその移動状態
を示すように、回転軸２ｃを介してドライブレート２ｌ
を右方向に回転させると、傾斜溝２ｒとドライブピン２
ｎの嵌合により、外周カッタービット２ｅがカッターヘ
ッド２ａの径外方向に移動する。

【００３６】一方、回転軸２ｃを介してドライブプレー
ト２ｌを左方向に回転させると、同図（ｂ）に示すよう
に、外周カッタービット２ｅがカッターヘッド２ａの中
心方向に移動する。この時の外周カッタービット２ｅの
移動量は、傾斜溝２ｒの傾斜角度と長さによって決ま
る。

【００３７】このようなビット移動機構部２ｐによれ
ば、移動量を適宜選択することで、外周カッタービット
２ｅを径外方向に移動させて、推進管１の外方に突出さ
せると、推進管１の外径よりも大きな範囲の外方掘削が
可能になるとともに、外周カッタービット２ｅを中心方
向に移動させて、推進管１内に収納ことも可能になる。
このような構成を採用すると、回転機構部２などのリタ
ーン回収を可能にしつつ、推進管１の埋設が極めて容易
になるという効果が得られる。

【００３８】一方、自走機構部３は、フロントクランプ
３ａと、リヤークランプ３ｂと、ジャッキ３ｃとを備え
ている。フロント及びリヤークランプ３ａ，３ｂは、推
進管１の軸方向に沿って所定の間隔を隔てて設置され、
推進管１の内面に密着してクランプ状態になる拡径と、
推進管１の内面から離間してアンクランプ状態になる縮
少とが自在な構成になっている。

【００３９】フロントクランプ３ａは、図１及び図３に
示すように、両端が開口した前筒体３ｄと、前筒体３ｄ
の外周面に装着されたリング状の弾性体３ｅと、弾性体
３ｅを側方から圧縮する前クランプジャッキ３ｆとを備
えている。

【００４０】前筒体３ｄは、推進管１の直径よりも小径
の円筒状に形成され、先端開口の周縁に外方に突出する
フランジが設けられ、後端開口の周縁に内方に突出する
フランジが設けられている。

【００４１】弾性体３ｅは、ゴムなどの弾性材から構成
され、前筒体３ｄの概略半分の長さを有するリング状に
形成され、前筒体３ｄのフランジに一端が当接するよう
にして、外周に嵌着されている。

【００４２】前クランプジャッキ3ｆは、前筒体３ｄの
外周に沿って等角度間隔で４個配置され、伸縮プランジ
ャが弾性体3ｅの軸方向の端面に当接している。このよ
うに構成したフロントクランプ３ａでは、前クランプジ
ャッキ３ｆを伸長させて、弾性体３ｅを圧縮すると、弾
性体３ｅが径方向に膨張拡径して、推進管１の内面に止
水状態で密着して、その後方側の止水性が確保されると
ともに、クランプ３ａの軸方向移動が規制されるクラン
プ状態になる。

【００４３】一方、このクランプ状態から、前クランプ
ジャッキ３ｆを収縮させて、弾性体３ｅを縮小させる
と、弾性体３ｅが、推進管１の内面から離間して、クラ
ンプ３ａの軸方向移動が許容されるアンクランプ状態に
なる。

【００４４】リヤークランプ３ｂは、図１及び図５に示
すように、一端に軸方向に開口するスリットが設けられ
た後筒体３ｇと、後筒体３ｇのスリット部に渡設された
後クランプジャッキ３ｈとを備えている。

【００４５】後筒体３ｇは、３枚の曲面板を軸方向にヒ
ンジ結合したものであって、推進管１の直径よりも小径
になっている。このように構成したリヤークランプ３ｂ
では、後クランプジャッキ３ｈを伸長させて、後筒体３
ｇを拡径させると、これが推進管１の内面に密着して、
クランプ３ｂの軸方向移動が規制されるクランプ状態に
なる。

【００４６】一方、このクランプ状態から、後クランプ
ジャッキ３ｈを収縮させて、後筒体３ｇを縮小させる
と、これが推進管１の内面から離間して、クランプ３ａ
の軸方向移動が許容されるアンクランプ状態になる。

【００４７】ジャッキ３ｃは、図１及び図４に示すよう
に、一端側の伸縮プランジャが外筒３ｊに係止され、本
体が内筒３ｉに係止され、これらの筒内に２個設けられ
ている。

【００４８】内筒３ｉ及び外筒３ｊは、内外面が嵌合さ
れた二重筒構造になっていて、ジャッキ３ｃにより、軸
方向にスライド移動する。なお、内筒３ｉの先端は、前
筒体３ｄの後端にボルト連結され、外筒3ｊの後端は、
後筒体３ｇの前端にボルト連結されている。

【００４９】このように構成した自走機構部３では、掘
削機構部２を前方に移動させる際には、フロントクラン
プ３ａをアンクランプ状態にし、リヤークランプ３ｂを
クランプ状態にして、ジャッキ３ｃを伸長させる。

【００５０】ジャッキ３ｃの伸長により、内筒3ｉが前
方移動し、これに伴ってフロントクランプ３ａが、ジャ
ッキストロークに対応した分だけ前方に移動するので、
この移動が終了すると、今度は、フロントクランプ３ａ
をクランプ状態にし、リヤークランプ３ｂをアンクラン
プ状態にして、ジャッキ３ｃを収縮させる。

【００５１】ジャッキ３ｃの収縮により、外筒3ｊが前
方側に引き寄せられ、これに伴ってリヤートクランプ３
ｂが、ジャッキストロークに対応した分だけ前方に移動
する。その後は、このような操作を順次繰り返すこと
で、掘削機構部２を前方に尺取虫状態で移動させること
ができる。なお、掘削機構部２を後方に移動させる際に
は、上記した操作を逆に行えばよい。

【００５２】掘進方向制御部４は、掘削機構部２と自走
機構部３との間配置され、掘削機構部２の掘進方向を制
御するためのものであって、推進管１を屈曲した状態で
埋設する際や、推進管１の埋設が予定軌道から外れてい
る際に軌道修正をするのに用いられる。

【００５３】本実施例の掘進方向制御部４は、図１及び
図２に示すように、両端が開口した支持筒体４ａと、複
数修正ジャッキ４ｂとを備えている。支持筒体４ａは、
推進管１の径よりも小さな外径を有し、推進管１内に前
後移動自在に設置されている。

【００５４】この支持筒体４ａは、等角度間隔に配置さ
れた３個の球面ジョイント４ｄを介して、その内面側に
おいて、360度の方向で揺動自在（首振り自在）に支持
している。

【００５５】修正ジャッキ４ｂは、支持筒体４ａ内にお
いて、3個が等角度間隔に配置され、各修正ジャッキ４
ｂの伸縮プランジャは、モータ２ｊの外周に固設された
揺動プレート４ｃに枢着されている。

【００５６】このように構成した掘進方向制御部４で
は、修正ジャッキ４ｂの伸長量を調節することにより、
掘削機構部２の軸が揺動移動して、その掘進方向を制御
することができる。

【００５７】掘削土砂の二次破砕部５は、支持筒体４ａ
の先端外方に、推進管１と支持筒体４ａの中間支持壁と
で土砂収容空間５ａを隔成し、土砂収容空間５ａを貫通
する回転駆動部２ｂの回転軸２ｃの外周に偏心回転する
クラッシャーコーン５ｂを設置している。

【００５８】土砂収容空間５ａには、カッターヘッド２
ａとドライブプレート２ｌとを貫通する土砂取入れ孔２
ｇを介して、カッタービット２ｅ，２ｆで掘削した土砂
が取り込まれる。

【００５９】土砂収容空間５ａ内に取り込まれた土砂
は、回転軸２ｃの回転に伴う、クラッシャーコーン５ｂ
の偏心回転により、推進管１の内面にすり潰されて、二
次破砕される。

【００６０】レーザ光変位測定装置６は、掘削機の内部
にターゲット６ａを設置し、推進管１の後方からレーザ
光Ｌでターゲット６を照射することにより、その反射光
を演算部６ｃで受けて、現在の掘削位置を測定するとと
もに、測定された掘削位置に基づいて、掘削方向の補正
を求め、これを掘進方向制御部４に送出する。

【００６１】排泥部７は、土砂収容空間５ａ内に充満さ
れている掘削土砂を、切羽の安定を確保しながら外部に
排出するものである。本実施例の排泥部７は、図１１に
その詳細を示すように、一端が土砂収容空間５ａに空間
に開口し、推進管１の後方に沿って延設する排泥管７ａ
を有している。

【００６２】この排泥管７ａの先端には、ピンチ弁７ｂ
が設けられ、途中には、空気取入れ弁７ｃ及び送泥切替
え弁７ｄ，バイパス弁７ｅが設けられている。本実施例
の排泥部７では、掘削対象土質に応じて複数の方式が採
用される。

【００６３】この場合、真空排泥方式を採用した際に
は、排泥管７ａに真空ユニットが連通設置される。この
際には、排土の搬出を容易にするためピンチ弁７ｂの開
閉度を変えて、排泥管７ａ側への取入れ排土量を調整す
る。

【００６４】まず、ピンチ弁７ｂの開閉シリンダー７ｆ
を徐々に開けていくと、排泥管７ａ側に掘削土砂が進入
してくる。進入してくる土砂は、排泥管７ａ後部より真
空ユニットで吸引する。

【００６５】ここで、ピンチ弁７ｂが閉じた状態で真空
に吸引すると、排泥管７ａ内は負圧となり空気取入れ弁
７ｃが開いて空気の流れが生じる。空気取入れ弁７ｃは
ロッド７ｇを介して圧縮コイルバネで常に引っ張られて
おり、負圧になると、このバネ圧に抗して開弁する。

【００６６】ピンチ弁７ｂの開閉シリンダー７ｆの移動
量は、ピンチ弁７ｂの開度に対応しているので、そのス
トロークをストロークセンサーで検出し、この検出量に
応じて、外部からの指令でピンチ弁７ｂの開閉度を調節
することにより、排泥掘削土砂の排土量を簡単に変える
ことができる。

【００６７】ストップシリンダー７ｈは、真空が停止し
た際、空気取り入れ口より掘削土砂が漏洩することを防
止するために強制的に空気取入れ弁７ｃを閉じるための
装置である。

【００６８】また、本実施例の場合には、排泥管７ａの
後端側に分岐する送泥管７ｉを設け、かつ、ともに連動
する送泥切替え弁７ｄ，バイパス弁７ｅを設けている。
送泥管７ｉには、泥水が供給され、掘削土砂排出の際
や、掘削機構部２などを回収する際などに、泥水ないし
は清水を送泥管７ｉから供給して、コーンクラッシャー
５ｂ及び土砂収容空間５ａ内の洗浄を行い掘削土砂の排
出を容易にするとともに、バイパス管７ｅを開いて、排
出管７ａの清掃を行い、排土回収管の閉塞を防止するこ
とができる。

【００６９】さて、以上のように構成した掘削機によれ
ば、自走機構部３により掘削機構部２を、推進管１の後
方に移動させると、推進管１の基端側にこれをリターン
回収することが可能になる。

【００７０】このため、本実施例の掘進機では、例え
ば、推進管１を既設管とドッキングする場合などには、
発進立坑だけを準備すればよく、到達立坑を設ける必要
がなくなり、掘削工事に要する費用や時間を節約できる
ほか、到達立坑を掘ることのできない場所でも掘削工事
を行うことができる、

【００７１】また、掘進機にトラブルが発生した場合に
おいて、中間立坑も設けることなく、掘進機構部２など
をリターン回収して修理し、その後に掘削を再開するこ
ともできる。なお、このようにリターン回収に際して
は、回転ノズル２ｄに設けた注入孔２ｋから、硬化性の
薬液などを注入して、推進管１の前方地山を地盤改良し
て、崩落や、推進管１内への浸入を阻止する。

【００７２】次に、本実施例の掘削機が適用できる具体
的な施行例について説明する。第一の例は、通常の推進
工事の場合である。本発明の掘進機は、掘削機後部２な
どの機構部材がリターン回収ができるので、発進立坑の
み設けて、到達立坑は設ける必要はない。

【００７３】また、機構部材は、発進立坑にリターン回
収できるので、掘進機構部２などをリターン回収した後
に、カッターを交換し、再度これを推進管１内に再度挿
入することにより、変化した土質にも対応することがで
きる。

【００７４】第二の例は、既設管や既設人孔との接続工
事である。既設管や既設人孔と接続するために、発進立
坑を設けて掘進を行う。この際、掘進の先端部分で薬液
を注入することができるので、地盤改良を行いながら掘
進を進めることができる。既設管と推進管１とを接続し
た後は、機構部材のみを発進立坑にリターン回収すれば
よい。

【００７５】第三の例は、従来の掘進機を使用してトラ
ブルが発生した場合、中間立坑又は到達立坑から本発明
の掘進機を差し向けて、立ち往生している従来型の掘進
機とドッキングさせ、従来型の掘進機の取り出し更には
修理を行うことができる。

【００７６】第四の例は、障害物の多い場所で掘進を行
えることである。場所打ち杭、ＰＣ杭や残置矢板等の障
害物があっても、掘進機構部材を容易に発進立坑にリタ
ーン回収することができるので、回収後カッターを障害
物の切断などに適したものに交換して、再挿入し、障害
物を除去することができる。

【００７７】第五の例は、到達立坑を設けることのでき
ないような地形の場所で、掘進工事を行う場合である。
例えば、処理施設から険しい海岸や峡谷を経て、処理物
を搬送し、海や川に廃棄するような場合、それらの場所
には工事車両が接近しがたく、また、到達立坑を設ける
ことに困難が多い。本実施例掘進機はリターン回収がで
きるので、発進立坑が設置できれば、その他の地形上の
制約はほとんど受けることなく、掘進工事を行うことが
できる。

【００７８】

【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明の掘進機は、推進管内を自走でき、かつ、リター
ン回収することができる。リターン回収が可能なことか
ら、従来必要であった到達立坑は不要となり、掘削工事
に要する費用と時間が節約できる。また、故障などのト
ラブルが発生したような場合においても、発進立坑から
掘進機を回収することができるので、従来のような中間
立抗を掘る必要が無く、掘進機掘進機の修理を容易に行
い、掘削工事を速やかに再開することができる。そし
て、従来の掘進機に故障などのトラブルが発生したよう
な場合、本発明の掘進機を迎えの掘進機として使用する
こともできる。

【００７９】更に、掘削対象である土質が変化した場合
や掘削経路に障害物があるような場合にも、容易に対応
できる。掘進機構部材をリターン回収して、カッターを
取り替え、掘進機を推進管に再挿入することにより、掘
削工事を速やかに再開することができる。また、薬液注
入を、掘進機内部より行うことができる。更に、掘削経
路を変更ないし修正することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる掘進機の縦断面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ線横断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ線横断面図である。

【図４】図１のＣ−Ｃ線横断面図である。

【図５】図１のＤ−Ｄ線横断面図である。

【図６】図１の要部拡大図である。

【図７】図１の正面図である。

【図８】図６のＥ−Ｅ線矢視図である。

【図９】図６の要部上面図である。

【図１０】図６に示した外周カッタービットの径方向移
動の作動説明図である。

【図１１】図１に示した掘進機の排泥部の詳細図であ
る。

【符号の説明】

１ 推進管 ２ 掘削機構部 ２ａ カッターヘッド ２ｂ 回転駆動部 ２ｃ 回転軸 ３ 自走機構部 ３ａ フロントクランプ ３ｂ リヤークランプ ３ｃ ジャッキ ４ 掘進方向制御部 ４ａ 支持筒体 ４ｂ 修正ジャッキ ５ 二次破砕部 ５ａ 土砂収容空間 ５ｂ コーンクラッシャー ６ レーザ光変位測定装置 ７ 排泥部

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１３年１２月５日（２００１．１２．
５）

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】全図

【補正方法】変更

【補正内容】

【図１】

【図２】

【図３】

【図４】

【図５】

【図６】

【図７】

【図８】

【図９】

【図１０】

【図１１】

【手続補正書】

【提出日】平成１４年５月７日（２００２．５．７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００１７

【補正方法】変更

【補正内容】

【００１７】前記支持筒体の先端外方に、前記推進管と
前記ドライブプレートとで土砂収容空間を隔成し、前記
土砂収容空間を貫通する前記回転駆動部の外周に偏心回
転するクラッシャーコーンを設置し、前記カッターヘッ
ドと前記ドライブプレートとを貫通する土砂取入れ孔を
介して、前記外周カッタービットとセンターカッタービ
ットで掘削した土砂を前記土砂収容空間内に取り込み、
前記クラッシャーコーンにより前記掘削土砂を二次破砕
するようにすることができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２０

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２０】前記土砂収容空間には、一端がこの空間に
開口し、前記推進管に沿って後方に延設する排泥部が設
けられ、前記排泥部は、掘削する土質に応じて、空気、
泥水ないしは清水を含む流体の切替え輸送を可能にする
ピンチ弁、空気取入れ弁、送泥切替え弁及びバイパス弁
を設けることができる。

【手続補正４】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００２５

【補正方法】変更

【補正内容】

【００２５】カッターヘッド２ａの前面には、図７にそ
の詳細を示すように、外周側に、同一構成の３個の外周
カッタービット２ｅが、等角度間隔で配置保持され、中
心にセンターカッタービット２ｆが配置保持されてい
る。なお、図７にハッチングとともに符号2ｇで示した
部分は、カッターヘッド２ａを前後方向に貫通する土砂
取入れ孔である。各外周カッタービット２ｅは、先端に
ビット刃が設けられていて、カッターヘッド２ａの半径
方向に沿ってスライド移動自在に取り付けられている。

【手続補正５】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００５８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００５８】土砂収容空間５ａには、カッターヘッド２
ａとドライブプレート２ｌとを貫通する土砂取入れ孔２
ｇを介して、外周カッタービット２ｅ及びセンターカッ
タービット２ｆで掘削した土砂が取り込まれる。

【手続補正６】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６１

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６１】排泥部７は、土砂収容空間５ａ内に充満さ
れている掘削土砂を、切羽の安定を確保しながら外部に
排出するものである。本実施例の排泥部７は、図１１に
その詳細を示すように、一端が土砂収容空間５ａに空間
に開口し、推進管１に沿って後方に延設する排泥管７ａ
を有している。

【手続補正７】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００６２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００６２】この排泥管７ａの先端には、ピンチ弁７ｂ
が設けられ、途中には、空気取入れ弁７ｃ、送泥切替え
弁７ｄ及びバイパス弁７ｅが設けられている。本実施例
の排泥部７では、掘削対象土質に応じて複数の方式が採
用される。

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 後方側から押圧されて地盤中に埋設され
   る推進管と、前記推進管の先端側に配置され、前記推進
   管の先端外方地盤を掘削する掘削機構部とを備えた掘進
   機であって、 前記掘削機構部は、前記推進管内に前後移動自在に設置
   され、 前記掘削機構部の後方に設置され、前記推進管内の任意
   の位置に前記掘削機構部を離脱可能に固定し、かつ、前
   記掘削機構部を前後方向に移動させる自走機構部を設け
   たことを特徴とする掘進機。
2. 【請求項２】 前記掘削機構部と前記自走機構部との間
   に、前記掘削機構部の掘進方向を制御する掘進方向制御
   部を設けたことを特徴とする請求項１記載の掘進機。
3. 【請求項３】 前記掘削機構部は、外周カッタービット
   とセンターカッタービットとを保持し、最先端に配置さ
   れて回転駆動されるカッターヘッドと、前記カッターヘ
   ッドの回転駆動部とを備え、 前記カッターヘッドに前記回転駆動部の回転力を伝達す
   る回転力伝達部を設けたことを特徴とする請求項１また
   は２記載の掘進機。
4. 【請求項４】 前記回転力伝達部は、前記回転駆動部の
   回転軸に固設されたドライブプレートと、前記ドライブ
   プレートの外周にドライブピンにより、外方に突出する
   ように固設されたドライバーとを備え、 前記回転軸に回転自在に支持された前記カッターヘッド
   に設けられた一対のストッパに、前記ドライバーが当接
   することにより、前記カッターヘッドを左右方向に回転
   させることを特徴とする請求項３記載の掘進機。
5. 【請求項５】 前記外周カッタービットは、前記カッタ
   ーヘッドの径方向に沿ってスライド移動自在に設置さ
   れ、 前記外周カッタービットを径外方向に移動させて、前記
   推進管の外方掘削を可能にするとともに、前記外周カッ
   タービットを中心方向に移動させて、前記推進管内に収
   納可能にするビット移動機構部を設けたことを特徴とす
   る請求項３記載の掘進機。
6. 【請求項６】 前記ビット移動機構部は、前記外周カッ
   タービットの背面側に設けられた傾斜溝と、前記傾斜溝
   に前記ドライブピンの頭部を嵌合挿入して構成され、 前記回転軸を右方向に回転させた際に、前記外周カッタ
   ービットが前記カッターヘッドの径外方向に移動すると
   ともに、前記回転軸を左方向に回転させた際に、前記外
   周カッタービットが前記カッターヘッドの中心方向に移
   動することを特徴とする請求項５記載の掘進機。
7. 【請求項７】 前記掘進方向制御部は、前記推進管内に
   前後移動自在に設置され、球面ジョイントを介して、前
   記掘削機構部を内面側に揺動自在に支持する両端が開口
   した支持筒体と、前記支持筒体内に設置される複数の修
   正ジャッキとを備え、 前記修正ジャッキの伸長量を調節することにより、前記
   掘削機構部の掘進方向を制御することを特徴とする請求
   項２記載の掘進機。
8. 【請求項８】 前記自走機構部は、前記推進管の軸方向
   に沿って所定の間隔を隔てて設置され、前記推進管の内
   面に密着してクランプ状態になる拡径と、前記推進管の
   内面から離間してアンクランプ状態になる縮少とが自在
   なフロント及びリヤークランプと、前記フロント及びリ
   ヤークランプとの間に設置される伸縮自在なジャッキと
   を有し、 移動方向の前方に位置する一方のクランプをアンクラン
   プ状態にし、かつ、他方のクランプをクランプ状態にし
   ての前記ジャッキの伸長と、移動方向の前方に位置する
   一方のクランプをクランプ状態にし、かつ、他方のクラ
   ンプをアンクランプ状態にしての前記ジャッキの収縮と
   を、順次繰り返すことで前記掘削機構部を前後方向に移
   動させることを特徴とする請求項１記載の掘進機。
9. 【請求項９】 前記フロントクランプは、両端が開口し
   た前筒体と、前記前筒体の外周面に装着されたリング状
   の弾性体と、前記弾性体を側方から圧縮する前クランプ
   ジャッキとを備え、 前記前クランプジャッキを伸長させて、前記弾性体を圧
   縮した際に、前記弾性体が径方向に膨張拡径して、前記
   推進管の内面に止水状態で密着するとともに、前記前ク
   ランプジャッキを収縮させて、前記弾性体が縮小して、
   前記推進管の内面から離間することを特徴とする請求項
   ８記載の掘進機。
10. 【請求項１０】 前記リヤークランプは、一端に軸方向
    に開口するスリットが設けられ、複数の曲面板をヒンジ
    結合した後筒体と、前記後筒体の前記スリット部に渡設
    された後クランプジャッキとを備え、 前記後クランプジャッキを伸長させて、前記後筒体を拡
    径させて前記推進管の内面に密着させるとともに、前記
    後クランプジャッキを収縮させて、前記筒体を縮小させ
    て前記推進管の内面から離間させることを特徴とする請
    求項８記載の掘進機。
11. 【請求項１１】 前記支持筒体の先端外方に、前記推進
    管と前記ドライブプレートとで土砂収容空間を隔成し、
    前記土砂収容空間を貫通する前記回転駆動部の外周に偏
    心回転するクラッシャーコーンを設置し、 前記カッターヘッドと前記ドライブプレートとを貫通す
    る土砂取入れ孔を介して、前記カッタービットで掘削し
    た土砂を前記土砂収容空間内に取り込み、前記クラッシ
    ャーコーンにより前記掘削土砂を二次破砕することを特
    徴とする請求項４記載の掘削機。
12. 【請求項１２】 掘削機の内部にターゲットを設置し、
    前記推進管の後方からレーザ光で前記ターゲットを照射
    することにより、現在の掘削位置を測定するとともに、
    測定された掘削位置に基づいて、掘削方向の補正をする
    レーザ光位置測定装置を備えたことを特徴とする請求項
    １又は２記載の掘進機。
13. 【請求項１３】 前記回転駆動部の前記回転軸に、その
    内部を貫通して、前記カッターヘッドの先端に到達する
    注入孔を設け、 前記掘削機構部で掘削する際に、泥水ないしは清水から
    なる洗浄液を、前記注入孔を介して供給するとともに、
    掘進機の掘進を停止して、前記掘削機構部などをリター
    ン回収する際に、地盤改良用の薬液を、前記注入孔を介
    して供給することを特徴とする請求項３から１３のいず
    れか１項記載の掘進機。
14. 【請求項１４】 前記土砂収容空間には、一端がこの空
    間に開口し、前記推進管の後方に沿って延設する排泥部
    が設けられ、 前記排泥部は、掘削する土質に応じて、空気，泥水ない
    しは清水を含む流体の切替え輸送を可能にするピンチ
    弁，空気取入れ弁，送泥切替え弁，バイパス弁を有する
    ことを特徴とする請求項１１記載の掘進機。